Ảnh hưởng của stress nhiệt đến sức khỏe đường ruột, hệ thống miễn dịch và chất lượng thịt của lợn

Lợn là loài đồng âm có tuyến mồ hôi kém phát triển. Khi nhiệt độ môi trường vượt quá giới hạn trên của vùng nhiệt độ trung tính, lợn sẽ bị stress nhiệt, biểu hiện là cắn đuôi, thở nhanh và giảm lượng thức ăn ăn vào. Sự trao đổi chất và chức năng sinh lý của chúng sẽ bất thường, dẫn đến năng suất tăng trưởng bị tổn hại: lượng ăn vào trung bình hàng ngày thấp hơn và tỷ lệ thức ăn trên tăng trọng cao hơn. Khả năng miễn dịch của họ suy giảm, nồng độ các yếu tố gây viêm trong huyết thanh tăng lên, khả năng kháng bệnh suy yếu, tỷ lệ mắc bệnh và tử vong tăng lên. Chất lượng thịt giảm sút do quá trình trao đổi chất của cơ và mô mỡ bị gián đoạn, làm giảm lượng mỡ trong cơ và tăng tích tụ mỡ trong mô mỡ. Lợn ở các giai đoạn sinh trưởng khác nhau có độ nhạy cảm khác nhau với nhiệt độ môi trường.

Mùa hè ở miền nam Trung Quốc có nhiệt độ và độ ẩm cao kéo dài. Quản lý kém ở các trang trại lợn trong điều kiện như vậy sẽ dẫn đến năng suất tăng trưởng kém, khả năng miễn dịch suy yếu và chất lượng thịt bị suy giảm do stress nhiệt, gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho ngành chăn nuôi lợn. Các tác động bất lợi cụ thể của stress nhiệt đối với lợn được trình bày chi tiết như sau.

1. Tác động đến sức khỏe đường ruột của lợn

Biểu hiện trực quan nhất của stress nhiệt là giảm lượng ăn vào và tỷ lệ chuyển hóa thức ăn. Trong phạm vi nhiệt độ từ 20~30°C, mỗi lần tăng nhiệt độ 1°C sẽ dẫn đến lượng ăn vào trung bình hàng ngày và tăng trọng trung bình hàng ngày giảm, kèm theo tỷ lệ thức ăn trên tăng trọng cao hơn.

1.1 Tổn thương niêm mạc ruột do stress nhiệt

Khi bị stress nhiệt, mức độ biểu hiện của protein sốc nhiệt trong đường ruột ở lợn được điều chỉnh tăng. Để tản nhiệt hiệu quả, máu chảy đến các mô ngoại biên nhiều hơn, dẫn đến tình trạng thiếu oxy ở ruột. Các tế bào biểu mô ruột cực kỳ nhạy cảm với tình trạng thiếu oxy và chất dinh dưỡng, điều này càng gây ra việc tiêu thụ một lượng lớn adenosine triphosphate (ATP), stress oxy hóa và stress nitrit. Điều này làm thay đổi cấu trúc hình thái và tính thấm của ruột và cuối cùng làm suy yếu chức năng hàng rào ruột.

Ngoài ra, stress nhiệt làm giảm đáng kể hoạt động của các enzyme tiêu hóa, cản trở nghiêm trọng quá trình tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng, đồng thời kìm hãm sự phát triển của lợn. Hơn nữa, stress nhiệt làm thay đổi thành phần axit amin của protein đường ruột nội sinh và làm tăng sự mất mát protein đường ruột và axit amin nội sinh.

1.2 Tác động lên hệ vi sinh vật đường ruột

Hệ vi sinh vật đường ruột tạo thành một hàng rào vi khuẩn, một hệ thống vi sinh vật bao gồm vi khuẩn cộng sinh và vật chủ. Một khi sự ổn định của hệ vi sinh thái này bị phá vỡ, các mầm bệnh cơ hội trong ruột sẽ dễ dàng xâm nhập vào cơ thể.

2. Tác động lên hệ miễn dịch của lợn

Stress nhiệt gây ra phản ứng miễn dịch bất thường ở lợn, làm suy yếu đáng kể khả năng kháng bệnh của chúng và làm tăng tỷ lệ mắc bệnh và tử vong.

1. Căng thẳng nhiệt phá hủy tính toàn vẹn của ruột và tăng cường khả năng thấm của độc tố: điện trở qua biểu mô (TEER) của jejunum lợn giảm 30%, mức nội độc tố tăng 45%, hệ số thấm của lipopolysacarit tăng gấp đôi và hoạt động của phosphatase kiềm tăng lên. Sự xâm nhập của chất độc sẽ kích thích sự tăng sinh của các tế bào miễn dịch, gây ra phản ứng viêm và kích hoạt cơ chế giải độc ở ruột và gan.

2. Căng thẳng do nhiệt cản trở chức năng miễn dịch thông qua hệ thống thần kinh nội tiết. Nhiệt độ cao kích hoạt trục hạ đồi-tuyến yên-tuyến thượng thận, dẫn đến tăng tiết hormone giải phóng corticotropin và pro-opiomelanocortin. Những hormone này tác động lên nhiều loại cytokine và tế bào miễn dịch, phá vỡ hệ thống miễn dịch của cơ thể.

3. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng stress nhiệt ức chế sự phát triển của các cơ quan miễn dịch và gây ra hiện tượng apoptosis của các tế bào miễn dịch.

3. Tác động đến chất lượng thịt lợn

Những thiệt hại kinh tế do stress nhiệt gây ra cho các trang trại chăn nuôi lợn xuất phát từ hai khía cạnh: một mặt là hiệu suất tăng trưởng bị suy giảm và phản ứng miễn dịch bất thường, mặt khác là sự chuyển hóa của các cơ quan, cơ và mỡ bị gián đoạn. Stress nhiệt làm xáo trộn sự cân bằng năng lượng giữa chất béo, carbohydrate và protein, làm giảm hoạt động của một số enzyme chuyển hóa liên quan đến quá trình đường phân trong ruột và do đó làm giảm chất lượng thịt.

3.1 Tác động của stress nhiệt lên quá trình trao đổi chất của cơ

Nhiệt độ cao kéo dài sẽ ức chế sự phát triển cấu trúc và chức năng của cơ, làm giảm khả năng trao đổi chất của cơ, thúc đẩy quá trình chết tế bào và phản ứng căng thẳng, do đó làm hỏng chất lượng thịt.

Các chuyên gia đã nghiên cứu ảnh hưởng của stress nhiệt lên biểu hiện gen của lợn longissimus dorsi thông qua công nghệ giải trình tự và nhận thấy rằng stress nhiệt chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa glucose, cấu trúc và chức năng của bộ xương tế bào cũng như phản ứng căng thẳng trong mô cơ.

Theo đặc điểm hình thái và sinh lý, sợi cơ được chia thành loại I và loại II. Sợi loại I là sợi màu đỏ oxy hóa co giật chậm, trong khi sợi loại II là sợi màu trắng co giật nhanh. Tỷ lệ sợi loại I có mối tương quan thuận với hương vị thịt. Nhiệt độ cao và stress nhiệt kéo dài làm tăng đáng kể số lượng và tỷ lệ sợi trắng trong khi làm giảm sợi đỏ, làm giảm chất lượng thịt lợn bao gồm màu sắc, mất nước, độ mềm, độ mọng nước và hương vị.

3.2 Tác động của stress nhiệt đến quá trình chuyển hóa chất béo

Chất béo trong cơ là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng thịt, liên quan chặt chẽ đến độ mềm và hương vị của cơ cũng như các đặc tính của thịt như pH cơ, khả năng giữ nước và độ mềm. Nhiệt độ cao kéo dài làm giảm đáng kể hàm lượng chất béo trong cơ lưng của lợn đang choai và làm giảm chất lượng thịt.

Căng thẳng nhiệt làm thay đổi quá trình chuyển hóa mô mỡ: sự biểu hiện của các gen liên quan đến dị hóa chất béo bị điều hòa giảm, trong khi các gen liên quan đến sự hấp thu và tổng hợp chất béo được điều hòa lại, dẫn đến sự tích tụ chất béo quá mức và tỷ lệ axit béo bị thay đổi.